Deze nanoballen maken milieuvervuilende kunstmest overbodig

In veel derdewereldlanden zijn boeren afhankelijk van grote hoeveelheden kunstmest om de voedselproductie op peil te houden. Met name de stof ureum wordt veel gebruikt, want deze verbinding geeft de planten de stikstof die ze nodig hebben tijdens de groei. Helaas breken enzymen in de grond meer dan de helft van de ureum weer af tot ammoniak, wat vervolgens via het regenwater de bodem verontreinigt. Daarom bedachten Nilwala Kottegoda en haar collega’s van het Sri Lanka Institute of Nanotechnology een alternatieve manier om de planten te bemesten: met nanodeeltjes.

Te veel tegelijk

Kottegoda kende al nanodeeltjes die langzaam medicijnen afgeven in het lichaam en bedacht dat ze dat principe ook voor het mestprobleem kon gebruiken. “Als er te veel ureum moleculen tegelijk in de grond terechtkomen, nemen de planten ze op een gegeven moment niet meer op. Met onze nanodeeltjes laten we de moleculen langzaam los en dit schaadt het milieu minder.”

Voor deze nieuwe toepassing kozen de nanotechnologen voor hydroxyapatiet, een mineraal dat in een iets andere vorm ook voorkomt in dierlijke botten. “Hydroxylapatiet vormt deeltjes met ontzettend veel deuken en gaten. Hierdoor krijgt het nanodeeltje een heel groot oppervlakte, en kun je er veel ureum moleculen aan binden.” Bovendien bevat hydroxylapatiet fosfor – een andere voedingsstof die planten nodig hebben om te groeien.

De onderzoekers lieten de twee grondstoffen van hydroxyapatiet – fosforzuur en calciumhydroxide – in een pot roeren samen met de ureum en kregen zo snel de gewenste deeltjes in handen. “De bindingen tussen ureum en het nanodeeltje laten heel langzaam weer los, zeker als bijvoorbeeld water wordt toegevoegd.”